微型貨車鋼板彈簧的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核【獨(dú)家課程畢業(yè)設(shè)計(jì)含4張CAD圖紙帶任務(wù)書+開題報(bào)告+中期報(bào)告+答辯ppt+外文翻譯】

微型貨車鋼板彈簧的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核

 摘要：本次設(shè)計(jì)中首先介紹了鋼板彈簧的發(fā)展歷程并且對(duì)其未來的發(fā)展趨勢(shì)作出分析；然后分析了鋼板彈簧對(duì)汽車造成的影響有哪些，比如平順性和操作穩(wěn)定性等方面；接著根據(jù)鋼板彈簧各個(gè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)和具體車型的使用用途，對(duì)各主要零部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的選型和計(jì)算；

因?yàn)殇摪鍙椈上噍^于其它的彈簧有結(jié)構(gòu)簡單，維修方便等優(yōu)點(diǎn)所以在載貨汽車上有普遍的應(yīng)用。同時(shí)它的缺點(diǎn)是也使得它無法應(yīng)用在獨(dú)立懸架的汽車上，明顯的缺點(diǎn)有鋼板彈簧懸架具有較大的重量，較為長的縱向尺寸，同時(shí)有較強(qiáng)的剛度，使得舒適性相對(duì)來說也是較差，并且鋼板彈簧懸架在與車架進(jìn)行連接的部位也容易在使用中產(chǎn)生磨損。

在這次的設(shè)計(jì)中我們著重對(duì)微型貨車的鋼板彈簧進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過計(jì)算并繪制出圖紙。

    關(guān)鍵詞：微型貨車；鋼板彈簧；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；校核

Structure design and check core of micro steel plate spring

Abstract：First, the paper introduces the development of leaf spring and analyzes its future development trend Then, it analyzes the influence of leaf spring on automobile, such as ride comfort and operation stability Then the detailed design steps and design requirements of leaf spring are described, and the structure selection and calculation of the main parts are made The arc height and curvature radius of the leaf spring are calculated, and the strength and stiffness of the material is checked and checked, and the steel spring is checked.

Because the leaf spring has the advantages of simple structure and convenient maintenance compared to other springs, it has a common application in the truck. At the same time, its disadvantage is that it can not be applied on the automobile

of the independent suspension, obvious disadvantage that the steel spring suspension has a larger weight, the longitudinal size of the radiation, and the stiffness is relatively poor, and the part of the steel spring suspension is easy to wear in use.

In this design, we focus on the structure design of the leaf spring of micro, calculate and draw the drawings.

Keywords：Micro； Sheet spring； Structural design； Check

目  錄

摘要.............................................................................................................................................I

Abstract......................................................................................................................................II

1緒論..........................................................................................................................................1

1.1鋼板彈簧的背景及意義......................................................................................................1

1.2國外的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)...............................................................................................1

1.3國內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)...............................................................................................3

1.4研究意義和內(nèi)容...................................................................................................................4

1.5本章小結(jié)...............................................................................................................................6

2鋼板彈簧懸架總體方案分析..................................................................................................7

2.1鋼板彈簧概述.......................................................................................................................7

2.2鋼板彈簧懸架的基本結(jié)構(gòu)和工作原理...............................................................................9

2.2.1鋼板彈簧懸架基本結(jié)構(gòu)....................................................................................................9

2.2.2鋼板彈簧懸架工作原理..................................................................................................11

2.3鋼板彈簧懸架系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)方案確定.............................................................................11

2.4鋼板彈簧懸架系統(tǒng)各主要零部件選型.............................................................................12

2.4.1葉片斷面..........................................................................................................................12

2.4.2 葉片端頭的形狀......................................................................................................13

2.4.3 鋼板彈簧與車架的連接形式的確定.............................................................................14

2.4.4 吊耳及鋼板彈簧銷的結(jié)構(gòu).............................................................................................14

2.4.5 鋼板彈簧卷耳和襯套.....................................................................................................14

2.4.6 彈簧夾箍.............................................................................................................14

2.4.7鋼板彈簧中心螺栓.........................................................................................................14

2.5技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析.........................................................................................................15

3鋼板彈簧懸架系統(tǒng)主要性能參數(shù)的確定...................................................................16

3.1鋼板彈簧懸架系統(tǒng)靜撓度和動(dòng)撓度的選擇.....................................................................16

3.2車型主要參數(shù)的確定..............................................................................................16

4鋼板彈簧懸架的計(jì)算和校核................................................................................................17

4.1初選參數(shù).............................................................................................................................17

4.1.1主片長度...........................................................................................................17

4.1.2斷面尺寸及片數(shù)的確定..................................................................................................17

4.2各片長度的確定.................................................................................................................19

4.3鋼板彈簧各片預(yù)應(yīng)力及弧高............................................................................................20

4.4總成在自由狀態(tài)下及裝配后的弧高................................................................................21

4.4.1.彈簧總成自由弧高的確定..............................................................................................21

4.4.2鋼板彈簧總成裝配后的弧高.........................................................................................21

4.5鋼板彈簧強(qiáng)制動(dòng)時(shí)強(qiáng)度校核.............................................................................................22

4.6鋼板彈簧剛度和應(yīng)力校核.................................................................................................22

5結(jié)論........................................................................................................................................23

參考文獻(xiàn)..................................................................................................................................24

致謝.......................................................................................................................................25

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中心螺栓.dwg

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微型貨車鋼板彈簧的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核.docx

微型貨車鋼板彈簧的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核中期報(bào)告.doc

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鋼板彈簧總成.dwg

鋼板彈簧第一片.dwg

鋼板彈簧第二片.dwg

1 he of in of a of is a of is an a is to , to it is to of by of is to a of of (1) to of (2) a of it (3) to to to to to to to a is a of t at is a to of be by so a of in a of in by of of o to an s a is a on of of to to to in 2 an on a of a a to on a s as as to to on in an in to a of or a of a in of 000 a an to in up at of in a of is of in a to a t of is an is in to of a of to to a e a C. a a it t it of of to to 3 to a a C a of of a is is to of of of 1 is to to be at in to in to to 2is to to in to rr is to of of in is in of to of a to of of in a to is of 3a a or an as on in in of in to to to is to in up to 4 to in a In of a to to to an to of to is a of to in to of to at of to 1 in go up up a of 2 3 of of an of se to to of a up or in of of of in a in in in a of of 5 汽車懸架 現(xiàn)代汽車中的懸架有兩種，一種是從動(dòng)懸架，另一種是主動(dòng)懸架。 從動(dòng)懸架即傳統(tǒng)式的懸架，是由彈簧、減振器（減振筒）、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)等組成，它的功能是減弱路面?zhèn)鹘o車身的沖擊力，衰減由沖擊力而引起的承載系統(tǒng)的振動(dòng)。其中彈簧主要起減緩沖擊力的作用，減振器的主要作用是衰減振動(dòng)。由于這種懸架是由外力驅(qū)動(dòng)而起作用的，所以稱為從動(dòng)懸架。 而主動(dòng)懸架的控制環(huán)節(jié)中安裝了能夠產(chǎn)生抽動(dòng)的裝置，采用一種以力抑力的方式來抑制路面對(duì) 車身的沖擊力及車身的傾斜力。由于這種懸架能夠自行產(chǎn)生作用力，因此稱為主動(dòng)懸架。 主動(dòng)懸架是近十幾年發(fā)展起來的，由電腦控制的一種新型懸架，具備三個(gè)條件： （ 1）具有能夠產(chǎn)生作用力的動(dòng)力源； （ 2）執(zhí)行元件能夠傳遞這種作用力并能連續(xù)工作； （ 3）具有多種傳感器并將有關(guān)數(shù)據(jù)集中到微電腦進(jìn)行運(yùn)算并決定控制方式。因此，主動(dòng)懸架匯集了力學(xué)和電子學(xué)的技術(shù)知識(shí)，是一種比較復(fù)雜的高技術(shù)裝置。 例如裝置了主動(dòng)懸架的法國雪鐵龍桑蒂雅，該車懸架系統(tǒng)的中樞是一個(gè)微電腦，懸架上有 5 種 傳感器，分別向微電腦傳送車速、前輪制動(dòng)壓力、踏動(dòng)油門踏板的速度、車身垂直方向的振幅及頻率、轉(zhuǎn)向盤角度及轉(zhuǎn)向速度 等數(shù)據(jù)。電腦不斷接收這些數(shù)據(jù)并與預(yù)先設(shè)定的臨界值進(jìn)行比較，選擇相應(yīng)的懸架狀態(tài)。同時(shí)，微電腦獨(dú)立控制每一只車輪上的執(zhí)行元件，通過控制減振器內(nèi)油壓的變化產(chǎn)生抽動(dòng)，從而能在任何時(shí)候、任何車輪上產(chǎn)生符合要求的懸架運(yùn)動(dòng)。因此，桑蒂雅橋車備有多種駕駛模式選擇，駕車者只要扳動(dòng)位于副儀表板上的“正?！被颉斑\(yùn)動(dòng)”按鈕，轎車就會(huì)自動(dòng)設(shè)置在最佳的懸架狀態(tài)，以求最好的舒適性能。 另外，主動(dòng)懸架具有控制車身運(yùn)動(dòng)的功能。當(dāng)汽車制動(dòng)或拐彎時(shí)的慣性引起彈簧變形時(shí)，主動(dòng)懸架會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與慣力相對(duì)抗的力，減少車身位置的變化。例如德國奔馳 2000 款 跑車，當(dāng)車輛拐彎時(shí)懸架傳感器會(huì)立即檢測(cè)出車身的傾斜和橫向加速度，電腦根據(jù)傳感器的信息，與預(yù)先設(shè)定的臨界值進(jìn)行比較計(jì)算，立即確定在什么位置上將多大的負(fù)載加到懸架上，使車身的傾斜減到最小。 6 汽車主動(dòng)懸架 — 液壓和空氣式 從控制力的角度劃分，懸架可分為被動(dòng)懸架，半主動(dòng)懸架和主動(dòng)懸架。目前，大多數(shù)汽車的懸架系統(tǒng)裝有彈簧和減振器，懸架系統(tǒng)內(nèi)無能源供給裝置，其彈性和阻尼不能隨外部工況變化，因此稱這種懸架是被動(dòng)懸架。 主動(dòng)懸架有作為直接力發(fā)生器的動(dòng)作器，可以根據(jù)輸入與輸出進(jìn)行最優(yōu)的反饋控制，使懸架有 最好的減震特性，以提高汽車的平順性和操縱穩(wěn)定性。它由彈性元件 C 和一個(gè)力發(fā)生器 成。 半主動(dòng)懸架可看作由可變特性的彈簧和減振器組成的懸架系統(tǒng)，雖然它不能隨外界的輸入進(jìn)行最優(yōu)的控制和調(diào)節(jié)，但它可按存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的各種條件下最優(yōu)彈簧和減振器的優(yōu)化參數(shù)指令來調(diào)節(jié)彈簧的剛度和減振器的阻尼狀態(tài)。它由彈性元件 C 和一個(gè)一個(gè)阻尼系數(shù)能在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的阻尼器組成。 電子技術(shù)控制汽車懸架系統(tǒng)主要由（車高、轉(zhuǎn)向角、加速度、路況預(yù)測(cè)）傳感器、電子控制 架控制的執(zhí)行器等組成。系統(tǒng)的控制功能通常有以下三個(gè)： 1 車高調(diào)整 當(dāng)汽車在起伏不平的路面行駛時(shí)，可以使車身抬高，以便于通過；在良好路面高速行駛時(shí)，可以降低車身，以減少空氣助力，提高操縱穩(wěn)定性。 2 阻尼力控制 用來提高汽車的操縱穩(wěn)定性，在急轉(zhuǎn)彎、急加速和緊急制動(dòng)情況下，可以抑制車身姿態(tài)的變化。 3 彈簧剛度控制 改變彈簧剛度，使懸架滿足運(yùn)動(dòng)或舒適的要求。采用主動(dòng)式懸架后，汽車對(duì)側(cè)傾、俯仰、橫擺跳動(dòng)和車身的控制都能更加迅速、精確，汽車高速行駛和轉(zhuǎn)彎的穩(wěn)定性提高，車身側(cè)傾減少。制動(dòng)時(shí)車身前俯小，啟動(dòng)和急加速可減少后仰。即使在壞路面，車身的跳 動(dòng)也較少，輪胎對(duì)地面的附著力提高。 一 電子控制的主動(dòng)式液壓懸架能根據(jù)懸架的質(zhì)量和加速度等，利用液壓部件主動(dòng)地控制汽車的振動(dòng)。主動(dòng)式液壓懸架在轎車上的布置如圖所示，在汽車重心附近安裝有縱向、橫向加速度和橫擺陀螺儀傳感器，用來采集車身振動(dòng)、車輪跳動(dòng)、車身高度和傾斜狀態(tài)等信號(hào)，這些信號(hào)被輸入到控制單元 據(jù)輸入信號(hào)和預(yù)先設(shè)定的程序發(fā)出控制指令，控制伺服電機(jī)并操縱前后四個(gè)執(zhí)行油缸工作。 二 在電子控制的主動(dòng)式空氣懸架系統(tǒng)中，微機(jī)根據(jù)傳感器送來的信 號(hào)和駕駛員給 7 予的控制模式經(jīng)過運(yùn)算分析后向懸架發(fā)出指令，懸架可以根據(jù)微機(jī)給出的指令改變懸架的剛度和阻尼系數(shù)，是車身在行駛過程中保持良好的穩(wěn)定性能，并且將車身的振動(dòng)響應(yīng)控制在允許的范圍內(nèi)。一般說來，主動(dòng)式空氣懸架的控制內(nèi)容包括車身高度、減振器衰減力、彈簧彈性系數(shù)等三項(xiàng)； １車高的控制；分標(biāo)準(zhǔn)、升高和只升高后輪三種工作狀態(tài)； ２減震器的衰減力控制分低、中、高三檔； ３空氣彈簧的彈性系數(shù)分軟、硬兩檔。 空氣懸架電子控制系統(tǒng)的工作原理；用空氣壓縮機(jī)形成壓縮空氣，并將壓縮空氣送給彈簧和減震器的空氣室中，以此來改變車輛的高度。在前輪和后輪的附近設(shè)有車高傳感器，按車高傳感器的輸出信號(hào)，微機(jī)判斷出車輛高度，再控制壓縮機(jī)和排氣閥，使彈簧壓縮或伸長，從而控制車輛高度。 在減震器內(nèi)設(shè)有電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)受微機(jī)的信號(hào)控制。利用電動(dòng)機(jī)可以改變通氣孔的大小，從而改變了衰減力的大小。 具體說來，在汽車儀表板上有空氣懸架系統(tǒng)的開關(guān)，利用開關(guān)可以形成 6 種不同的工作方式。 I 微型貨車鋼板彈簧的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核 摘要 ： 論文中首先 介紹了 鋼板彈簧 的 發(fā)展歷程并且對(duì)其未來的發(fā)展趨勢(shì)作出分析 ； 然后分析了鋼板彈簧 對(duì)汽車 造成的影響有哪些，比如平順性和操作穩(wěn)定性等方面 ； 接著根據(jù)鋼板彈簧各個(gè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)和具體車型的使用用途 ， 對(duì) 各主要零部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的選型和計(jì)算 ； 因?yàn)?鋼板彈簧 相較于其它的彈簧有結(jié)構(gòu)簡單，維修方便等優(yōu)點(diǎn) 所以 在載貨汽車上有普遍的應(yīng)用 。 同時(shí)它的 缺點(diǎn)是 也使得它無法應(yīng)用在獨(dú)立懸架的汽車上，明顯的缺點(diǎn)有鋼板彈簧懸架具有較大的重量，較為長的縱向尺寸，同時(shí)有較強(qiáng)的剛度，使得舒適性相對(duì)來說也是較差，并且鋼板彈簧懸架在與車架進(jìn)行連接的部位也容易在使用中產(chǎn)生磨損。 在這次的設(shè)計(jì)中我們著重對(duì)微型貨車的鋼板彈簧進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過計(jì)算并繪制出圖紙。 關(guān)鍵詞 ：微型貨車；鋼板彈簧；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；校核 of of it of on as of of he of of is is of to it a in At is it be on of a of is of is to in In we on of of 錄 摘要 ............................................................................................................................................................................................................................................................................... 緒論 .........................................................................................................................................板彈簧的背景及意義 .....................................................................................................外的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展 趨勢(shì) ..............................................................................................內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) ..............................................................................................究意義和內(nèi)容 ..................................................................................................................章小結(jié) .............................................................................................................................. 鋼板彈簧懸架總體方案分析 .................................................................................................板彈簧概述 ......................................................................................................................板彈簧懸架的基本結(jié)構(gòu)和工作原理 .............................................................................. 鋼板彈簧懸架基本結(jié)構(gòu) ................................................................................................... 鋼板彈簧懸架工作原理 .................................................................................................板彈簧懸架系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)方案確定 ............................................................................板彈簧懸架系統(tǒng)各主要零部件選型 ............................................................................ 葉片斷面 ......................................................................................................................... 葉片端頭 的 形狀 ..................................................................................................... 鋼板彈簧與車架的連接形式的確定 ............................................................................ 吊耳及鋼板彈簧 銷 的結(jié)構(gòu) ............................................................................................ 鋼板彈簧卷耳和襯套 .................................................................................................... 彈簧夾箍 ............................................................................................................ 鋼板彈簧中心螺栓 ........................................................................................................術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 ........................................................................................................3 鋼板彈簧懸架系統(tǒng)主要性能參數(shù)的確定 ..................................................................板彈簧 懸架系統(tǒng)靜撓度和動(dòng)撓度的選擇 ....................................................................型主要參數(shù)的確定 ............................................................................................. 鋼板彈簧懸架的計(jì)算和校核 ............................................................................................... 選參數(shù) ............................................................................................................................ 主片長度 .......................................................................................................... 斷面尺寸及片數(shù)的確定 .................................................................................................片長度的確定 ................................................................................................................板彈簧各片預(yù)應(yīng)力及弧高 ...........................................................................................成在自由狀態(tài)下 及裝配后 的弧高 ........................................................................................................................................................................... 鋼板彈簧總成 裝配后的 弧高 ........................................................................................板彈簧強(qiáng)制動(dòng)時(shí)強(qiáng)度校核 ............................................................................................板彈簧剛度和應(yīng)力校核 ................................................................................................ 結(jié)論 .......................................................................................................................................考文獻(xiàn) .................................................................................................................................謝 ......................................................................................................................................錄 1 1 緒論 板彈簧的背景及意義 鋼板彈簧懸架是現(xiàn)代汽車尤其是載重汽車上不可或缺的一部分甚至在在某些越野車上都有廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)在市場(chǎng)上的鋼板彈簧主要有多片的等截面鋼板彈簧和少片的變截面鋼板彈簧，但是隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步等截面的鋼板彈簧正在不斷地退出市場(chǎng)，而更為優(yōu)秀的少片變截面鋼板彈簧變?yōu)榱巳缃皲摪鍙椈深I(lǐng)域的主流產(chǎn)品。鋼板彈簧作為非獨(dú)立懸架在載重卡車上使用使得它的優(yōu)點(diǎn)十分明顯。比如鋼板彈簧就具有結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，生產(chǎn)過程成熟和方便，并且工作狀態(tài)穩(wěn)定可靠。但是同樣的，鋼板彈簧仍然具有一些顯著地缺點(diǎn)，比如鋼板彈簧相對(duì)于其他彈性元件來說就有簧 下質(zhì)量比較大的缺點(diǎn)，這樣使得汽車總質(zhì)量明顯增大，對(duì)油耗和載重有較大的影響。使用鋼板彈簧作為彈性元件同樣會(huì)使駕駛員在駕駛的過程中有較差的體驗(yàn)，舒適性和操作穩(wěn)定性就會(huì)受到較大的影響，如何提高舒適性和操作穩(wěn)定性同樣是我們?cè)谠O(shè)計(jì)鋼板彈簧時(shí)需要考慮的一方面。 鋼板彈簧作為非獨(dú)立懸架在汽車上的作用是傳遞車身與車輪之間的各種力，并且對(duì)不平坦路面對(duì)車身造成的沖擊進(jìn)行有效的吸收，使得沖擊減弱，提高駕駛的舒適性，保證汽車能更穩(wěn)定的行駛。 在研究設(shè)計(jì)鋼板彈簧的過程中我們要根據(jù)汽車的平順性，穩(wěn)定性，燃油經(jīng)濟(jì)性，通過性等多方面來綜合 考慮，由此確定鋼板彈簧的設(shè)計(jì)方式，結(jié)構(gòu)類型，材料選擇，工藝加工生產(chǎn)方式等。 因此， 目前為止，鋼板彈簧仍然是載貨汽車和部分客車的非獨(dú)立懸架中主要采用的彈性元件 [1,2]。 外鋼板彈簧的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 鋼板彈簧作為汽車中的一個(gè)總要組成部分，伴隨著汽車工業(yè)的發(fā)展也經(jīng)歷了許多的重大改革和發(fā)展。眾所周知的是汽車由國外首先發(fā)明并且伴隨著戰(zhàn)爭和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展在數(shù)十年的時(shí)間里已經(jīng)有了許多的改變，伴隨技術(shù)的不斷更新，汽車上的各種部件也在不斷地發(fā)展和進(jìn)步，而對(duì)于本次的研究課題鋼板彈簧同樣是經(jīng)歷了漫長的發(fā)展和改變。 任何事物的發(fā)展都伴隨著基礎(chǔ)理論的奠基和完善，而國外的鋼板彈簧發(fā)展史同樣是 2 從基礎(chǔ)理論的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展一步步走過來的。最早是上個(gè)世紀(jì)六十年代由當(dāng)時(shí)的軍事大國前蘇聯(lián)專家 帕爾希洛夫斯基 [3]率先提出 的 傳統(tǒng)經(jīng)典方法 —— 共同曲率法 。但是在后期的研究中發(fā)現(xiàn)這種方法對(duì)鋼板彈簧的計(jì)算中存在巨大的錯(cuò)誤，會(huì)使最后的幾片鋼板彈簧應(yīng)力有巨大誤差從而使得鋼板彈簧的剛度也出現(xiàn)偏大的情況。之后這種情況的改善還是由于同樣的前蘇聯(lián)專家提出了一種更完善的研究 方法 —— 集中載荷法。 伴隨著社會(huì)的發(fā)展，人們通過不斷的研究，在更多國外的專家不懈努力之下，人們 發(fā)現(xiàn)兩種方法都有其可取之處，從而直到上個(gè)世紀(jì)八十年代由前蘇聯(lián)專家 巴希洛夫斯基 最先 提出 了在鋼板彈簧的 末尾兩簧片采用集中載荷法，而 其它的幾片鋼板彈簧繼續(xù)采 用共同曲率法的方法 。但是在后期的研究中發(fā)現(xiàn)任然有些問題無法通過科學(xué)的解釋進(jìn)行，他只有 直接引入了剛度修正系數(shù)來解決這個(gè)問題。 直到接下來有限元技術(shù)的不斷發(fā)展并且在眾多研究中的良好運(yùn)用，才使得有限元法在許多的研究中可以更加廣泛的運(yùn)用。例如 是開創(chuàng)性的使用有限元法對(duì)鋼板彈簧的接觸問題進(jìn)行了深入的分析和研究。 伴隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種 建模方式的建立，三維模擬真實(shí)場(chǎng)景的發(fā)展使得專家學(xué)者對(duì)鋼板彈簧的分析與理解更加的方便更加直觀。 對(duì) 這款重型載貨汽車鋼板彈簧 模型進(jìn)行了 剛度 仿真驗(yàn)證，結(jié)果表明模型 和實(shí)車的鋼板彈簧 剛度 完全 吻合。 第二年 在 通過 建立了由 二十 個(gè)離散剛體 共同組合而 成的鋼板彈簧模型 中， 仿真 模擬 分析 研究 了模型中前卷耳與車架連接處 ， 后卷耳與吊耳連接處 及吊耳連接處襯套 的載荷情況 。 通過分析國外鋼板彈簧的發(fā)展過程我們可以了解到國外的發(fā)展情況，并且可以通過對(duì)汽車各種性能的了解想到未來國外鋼板彈簧的發(fā)展趨勢(shì)，必然是向少片的變截面鋼板彈簧發(fā)展。在這個(gè)發(fā)展過程中逐步淘汰多片等截面鋼板彈簧，使用并且研發(fā)更新型的材料來滿足鋼板彈簧的性能要求，降低鋼板彈簧的總成質(zhì)量的同時(shí)提高鋼板彈簧的整體性能。從而改善汽車使用鋼板彈簧帶來的舒適性，穩(wěn)定性，操作性差的情況。通過對(duì)鋼板彈簧結(jié)構(gòu)的從新設(shè)計(jì)滿足不同路況的使用情況。 內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 鋼板彈簧作為汽車中的一部分，必然是伴隨著汽車工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展 ，而我國因?yàn)闅v史原因汽車工業(yè)起步較遲，基礎(chǔ)工業(yè)十分薄弱，因此不光是整車的發(fā)展，各種零部件的生產(chǎn)和研發(fā)相較于國外都是落后的，而鋼板彈簧的發(fā)展同樣是這樣的。 截止目前為止我國的鋼板彈簧產(chǎn)業(yè)發(fā)展較為迅猛，鋼板彈簧生產(chǎn)廠家遍布全國各 3 省。就目前的產(chǎn)能而言，年產(chǎn)量在八千噸的生產(chǎn)廠有八十多家，占全國鋼板彈簧生產(chǎn)廠的一半左右。但是就生產(chǎn)能力和生產(chǎn)水平來講，這些企業(yè)僅僅達(dá)到了國外廠家上世紀(jì)九十年代的水平。同時(shí)就國內(nèi)的這些廠家來講，它們伴隨著種種的問題，比如大部分廠家的生產(chǎn)規(guī)模較小，工人生產(chǎn)加工技術(shù)水平低下，工人生產(chǎn)缺乏良好的 自檢互檢習(xí)慣，質(zhì)量把控隨意，加工設(shè)備落后質(zhì)量差，良品率低下，沒有形成完善的質(zhì)量監(jiān)控體系，生產(chǎn)車間設(shè)備和物品混亂，缺乏規(guī)范、科學(xué)、合理的整理和布置，生產(chǎn)車間臟亂差，管理和生產(chǎn)方式更趨向與家庭式手工作坊，任人唯親。缺乏有效有用的科學(xué)的技術(shù)和質(zhì)檢人員。在這些工廠里研發(fā)能力趨近于零，僅僅只能根據(jù)圖紙來生產(chǎn)簡單的鋼板彈簧，并沒有改良和改善的能力。而這些工廠的質(zhì)檢員在生產(chǎn)上并沒有一票否決的權(quán)利，如此就有許多的產(chǎn)品在本身質(zhì)量有缺陷的情況下繼續(xù)出庫，而造成這種情況的原因往往是因?yàn)槔习鍨榱俗ゾo出庫發(fā)貨才允許的。造成這種行為的 原因還是和工廠本身密切相關(guān)，生產(chǎn)工藝本身較為簡單，缺乏核心競(jìng)爭力，同時(shí)生產(chǎn)成本居高不下，這使得這些工廠大多安于現(xiàn)狀。而我國的高端鋼板彈簧產(chǎn)業(yè)發(fā)展同樣對(duì)于國外來說也有差距，但是差距并不是不能拉近。我國的第一汽車制造廠的鋼板彈簧廠，原第二汽車廠的東風(fēng)汽車廠的鋼板彈簧廠，重汽紅巖的鋼板彈簧廠，山東的汽車鋼板彈簧廠這四家鋼板彈簧廠是我國目前生產(chǎn)能力和技術(shù)最強(qiáng)的企業(yè)，它們?cè)谏a(chǎn)上都具有 多種疊片簧、漸變剛度 的 彈簧、少片變截面鋼板彈簧 、 雙曲率半徑及平直段鋼板彈簧的能力 。 我國鋼板彈簧的生產(chǎn)相較于之前的完全照搬生產(chǎn)到現(xiàn)在的 可以自主研發(fā)，歷經(jīng)了六十多年的發(fā)展，但是我們同樣面臨著許多的壓力，我們的技術(shù)相對(duì)來說還是落后，技術(shù)儲(chǔ)備和基礎(chǔ)工業(yè)薄弱，并且自主品牌嚴(yán)重缺乏還要面臨國外市場(chǎng)的聯(lián)合對(duì)抗抵制帶來的壓力。 所以為了我國的鋼板彈簧可以良好穩(wěn)定的生產(chǎn)，并且成為世界尖端的產(chǎn)品，自主研發(fā)和設(shè)計(jì)就顯得尤為重要，只有這樣才能推動(dòng)我國鋼板彈簧產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為民族品牌的發(fā)展做貢獻(xiàn)。 究意義和內(nèi)容 而由于路面情況的特點(diǎn)不同，駕駛車輛型號(hào)載重使用情況的區(qū)別，我們應(yīng)該對(duì)鋼板彈簧進(jìn)行從新的研究分析，使得鋼板彈簧懸架適應(yīng)我們的汽車，提高車輛的駕駛平順 性，操作穩(wěn)定性，燃油經(jīng)濟(jì)性和舒適性等多個(gè)方面。在此，鋼板彈簧的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和性能參數(shù)要求就是我們研究并且分析的關(guān)鍵，同樣的，這些方面也是我們國家未來鋼板彈簧行業(yè) 4 發(fā)展的必然趨勢(shì)。 通過對(duì)鋼板彈簧行業(yè)的國內(nèi)外分析了解，并且伴隨著我們對(duì)汽車知識(shí)的學(xué)習(xí)和不斷深入了解，讓我們明白唯有自己動(dòng)手研究和學(xué)習(xí)才能更好的懂得和了解鋼板彈簧整體的工藝和制造過程。在設(shè)計(jì)過程中我們?cè)敿?xì)的了解了鋼板彈簧的生產(chǎn)過程，并且通過計(jì)算，設(shè)計(jì)出適合的鋼板彈簧結(jié)構(gòu)，選擇恰當(dāng)?shù)匿摪鍙椈刹牧?。進(jìn)一步的建立數(shù)學(xué)模型，不斷地改善鋼板彈簧的剛度和強(qiáng)度條件，在設(shè) 計(jì)性能達(dá)到要求的同時(shí)，進(jìn)一步的嘗試減少鋼板彈簧的片數(shù)或者使用新型的鋼板彈簧材料，是設(shè)計(jì)更加的優(yōu)化，有效的減輕鋼板彈簧的質(zhì)量，從而減輕整車的質(zhì)量。 伴隨著社會(huì)的發(fā)展，資源和環(huán)境保護(hù)問題使我們必須考慮的重點(diǎn)問題，資源總量是有限的，我們不斷的使用必然會(huì)伴隨著以后的資源不足等問題，對(duì)環(huán)境也會(huì)造成巨大的破壞，并且對(duì)環(huán)境的自我調(diào)節(jié)和恢復(fù)也是有重大影響。因此我們需要設(shè)計(jì)并且改善鋼板彈簧的結(jié)構(gòu)和材料使用情況，加大對(duì)鋼板彈簧生產(chǎn)的熱加工熱成型工藝分析，從而自主開發(fā)研究鋼板彈簧。這是我們國家可以自主發(fā)展鋼板彈簧的必然趨勢(shì)，并且 是可以持續(xù)發(fā)展的重中之重，順應(yīng)國情符合國策。不斷的推動(dòng)我國鋼板彈簧行業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的升級(jí)，技術(shù)的革新，創(chuàng)造出我們中國人自己的名族品牌，而完成這一切的重點(diǎn)就是對(duì)鋼板彈簧懸架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和剛度計(jì)算。 我們對(duì)鋼板彈簧懸架的研究主要是為了提高鋼板彈簧懸架在汽車行駛過程當(dāng)中地穩(wěn)定性和平順性，并且在可以達(dá)到使用要求的前提下減輕鋼板彈簧懸架的質(zhì)量，提高載貨汽車的運(yùn)載能力，從而提高汽車在使用過程中的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和鋼板彈簧懸架質(zhì)量對(duì)整車行駛過程中的燃油經(jīng)濟(jì)性。 因此，我們?cè)诒菊n題的研究中將會(huì)重點(diǎn)對(duì)鋼板彈簧懸架的兩個(gè)方面進(jìn)行研究 和分析。一是鋼板彈簧懸架對(duì)汽車在行駛過程中的操縱穩(wěn)定性，而另外一個(gè)方面就是對(duì)鋼板彈簧懸架對(duì)汽車在行駛過程中的平順性進(jìn)行研究。 我們對(duì)鋼板彈簧懸架在汽車行駛過程中的操縱穩(wěn)定性研究，在這個(gè)方面的研究主要是針對(duì)鋼板彈簧懸架的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，當(dāng)車輛的輪胎和車身整體發(fā)生相對(duì)的運(yùn)動(dòng)時(shí)汽車的鋼板彈簧懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)就會(huì)起到引導(dǎo)和約束輪胎運(yùn)動(dòng)的作用，并且對(duì)轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生影響，而在此過程中就會(huì)有一些鋼板彈簧懸架的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征 前一部分主要是對(duì)懸架的彈性元件和阻尼元件特性展開工作，主要是將路面、輪胎、非簧載質(zhì)量、懸架、簧載質(zhì)量作為一個(gè)整體進(jìn)行研究與設(shè)計(jì)，由于它主要研究的是在路面的反作用力的激勵(lì)下，影響汽車 5 平順性的彈性元件以及阻尼元件的力學(xué)特性，因此可以稱之為懸架系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究。這一部分的研究稱為懸架的運(yùn)動(dòng)學(xué)研究。這樣懸架系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)研究就包括了懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)和彈性運(yùn)動(dòng)學(xué)兩個(gè)方面的內(nèi)容。 課題研究內(nèi)容是微型貨車鋼板彈簧結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析，主要針對(duì)的方向是鋼板彈簧的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和校核計(jì)算，所以我們的研究課題主要內(nèi)容是 ： (1)了解并分析 國內(nèi)外 鋼板 彈簧懸架的發(fā)展現(xiàn)狀 、發(fā)展趨勢(shì)、 發(fā)展的背景和意義 等情況， 分析不同結(jié)構(gòu)形式鋼板彈簧 懸架的優(yōu)缺點(diǎn)、結(jié)構(gòu) 上的 特點(diǎn)、 所占市場(chǎng)份額 ； (2)分析汽車 鋼板彈簧 懸架的設(shè)計(jì)要求和國家 對(duì)鋼板彈簧懸架技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求 ， 根據(jù)課題給定的條件和數(shù)據(jù)，從而 確定 鋼板彈簧 的結(jié)構(gòu)； (3)對(duì)鋼板彈簧 懸架 中 主要 的 性能參數(shù) 進(jìn)行 計(jì)算； (4)鋼板彈簧 懸架 中各個(gè) 零部件的 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算 ； (5)鋼板彈簧 懸架 中 彈性元件 的 曲率 計(jì)算 ； 鋼板彈簧懸架在使用中會(huì)遇到的各種工況下的 強(qiáng)度，剛度的 計(jì)算和校核 ； (6)懸架 系統(tǒng)裝配圖及其零部件 工程圖紙的繪制 。 章小結(jié) 本章介紹了汽車 鋼板彈簧 懸架的 發(fā)展 現(xiàn)狀 、 發(fā)展趨勢(shì) 、研究的背景和內(nèi)容。 由于 現(xiàn)在社會(huì)發(fā)展迅速技術(shù)更新快產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)水平提高，世界汽車行業(yè)發(fā)展迅速，同時(shí)伴隨著國內(nèi)人民生活水平提高，加大了對(duì)汽車的需求，促進(jìn)了國內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，中國汽車工業(yè)整車和零部件的技術(shù)升級(jí)和生產(chǎn)管理方式提高。同時(shí)伴隨著國內(nèi)人民生活水平提高，更多的人們因?yàn)樯罨蛘吖ぷ鞯脑颍瑢?duì)汽車的需求量和性能有更多的要求，汽車平順性和操縱穩(wěn)定性也是人們選車參考的重點(diǎn) ， 這樣就使得 新型 鋼板彈簧 懸架的設(shè)計(jì) 和研發(fā)會(huì) 更快的 發(fā)展 并且不斷地完善。因?yàn)楦鞣N各樣的原因 ， 我國的鋼板彈簧 懸架 在 制造上一般都使用普通材料 ，結(jié)構(gòu) 上的 設(shè)計(jì) 相對(duì)國外來說 簡單 ，技術(shù)含量低 ，加工 生產(chǎn)過程工藝也 較為 落后 ，鋼板彈簧 懸架 在整車的裝配過程中 調(diào)校技術(shù) 與外國 差距較大， 這些原因就 導(dǎo)致 了 整車 在行駛過程中 的平順性和 操作穩(wěn)定性 不足。 6 2 鋼板彈簧懸架總體方案分析 板彈簧概述 在 汽車行業(yè)中乃至其它的機(jī)械行業(yè) 工程 問題的實(shí)際生產(chǎn)過程 中 往往 存在 著 這樣 的情況， 假設(shè) 某種構(gòu)件在 達(dá)到 強(qiáng)度 和硬度 要求的 情況下 ， 可以 產(chǎn)生的彈性位移 較大 ， 我們最常見到的構(gòu)件就是彈簧 ， 彈簧就 是使用對(duì) 發(fā)生形變時(shí)由強(qiáng)度足夠的材料制造的 彈性元 7 件。彈簧 在使用過程中我們不僅僅 是利用 到材料 的彈性變形， 我們還通過它具備彈性的特點(diǎn)來儲(chǔ)存和吸收能量 ， 因此我們也可以說 彈簧就是一個(gè)能量 的 儲(chǔ)存器。 現(xiàn)在汽車上的鋼板彈簧起到的主要作用是專遞力的作用，并且當(dāng)汽車行駛在不平整的路面上和輪胎一起吸收和緩和各種沖擊和震動(dòng)。因?yàn)殇摪鍙椈删哂袕椥孕巫兊哪芰Γ栽阡摪鍙椈晒ぷ骰蛘卟还ぷ鞯倪^程中將各種沖擊和震動(dòng)吸收和釋放，以此提高汽車行駛時(shí)的穩(wěn)定性。根據(jù)我們對(duì)于本課題的了解和研究，大部分的載貨汽車上一般情況是非獨(dú)立鋼板彈簧懸架，獨(dú)立懸架一般使用在轎車上，當(dāng)然也有部分越野車的后懸架采用的是非獨(dú)立懸架，例如鋼板彈簧懸架。 圖 懸架結(jié)構(gòu)形式 的簡圖 a）非獨(dú)立懸架 b)獨(dú)立懸架 而鋼板彈簧懸架 在使用的過程中 不僅起著 傳遞力 的作用， 還另外 起著 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用。 這樣 的設(shè)計(jì)方式 可 以 直接省去導(dǎo)向裝置和減振器 的設(shè)計(jì)和安裝 ， 從而 使得 汽車 懸架結(jié)構(gòu) 整體的設(shè)計(jì)更為 簡化 簡單。這樣做優(yōu)點(diǎn)明顯，可以使 它具有 更高的 可靠 性，后期的保養(yǎng)和維修都更加的簡單方便， 制造成本 更加低廉 ， 所以它的使用情況更加的廣泛 。 在社會(huì)發(fā)展進(jìn)步的現(xiàn)在鋼板彈簧也在不斷的改進(jìn)，從結(jié)構(gòu)上，材料上，加工的工藝上不斷地提高改善進(jìn)步。從這些方面來看鋼板彈簧的改善能夠更好的滿足汽車的設(shè)計(jì)要求，例如汽車的整體性能，使用年限和輕量化的要求 。 鋼板彈簧是汽車中比較重要的部 件，如果在鋼板彈簧上存在一些問題或者故障的話，會(huì)對(duì)汽車造成直接的影響，妨礙汽車的正常行駛。通常情況下鋼板彈簧主要運(yùn)用在貨車和客車這種車輛的車軸上，另外在較少數(shù)的轎車上也有使用，但是限于鋼板彈簧的縱向距離較大，一般的只能使用在汽車的后軸懸架上。 通常這種彈簧的拱度、中心騎馬螺栓、夾箍、襯套、葉片、吊耳等對(duì)彈簧和安裝部分的連接狀況有密切的關(guān)系，影響整個(gè)懸架系統(tǒng)的彈簧特性。 通過這樣的方式，鋼板彈簧懸架便將車橋與車身連接在了一起， 8 可以更方便的實(shí)現(xiàn)緩沖，減震，傳到各種力的作用。 鋼板彈簧 的組成情況是由隔片簧疊放在一起組成的，目前市場(chǎng)上常見的鋼板彈簧類型有四種，分別是多 片等截面式、少片變截面式、主副簧復(fù)合式、漸變剛度式這四種，其中 前兩種鋼板彈簧懸架 屬于等剛度彈簧， 后兩種鋼板彈簧懸架 屬于變剛度彈簧， 下列是各鋼板彈簧示意圖。 圖 2多片等截面式鋼板彈簧 圖 2主副簧復(fù)合式鋼板彈簧 圖 2漸變剛度式鋼板彈簧 9 圖 2片變截面式鋼板彈簧 板彈簧懸架的基本結(jié)構(gòu)和工作原理 板彈簧懸架的基本結(jié)構(gòu) 鋼板彈簧 懸架在設(shè)計(jì)中可以 承受 各個(gè)方向上的力，例如 垂向、側(cè)向、縱向 這些方向上 力， 同時(shí)還對(duì)車輛制動(dòng)和起步時(shí)的扭矩起到承受的作用 。 還有關(guān)于鋼板彈簧懸架的優(yōu)缺點(diǎn)我們?cè)谇懊嬉呀?jīng)介紹過，在此我們就簡單的介紹一下鋼板彈簧的基本結(jié)構(gòu)。 鋼板彈簧 懸架總成在組裝好的時(shí)候我們可以看到它是由好幾片鋼板彈簧組成的，通常 第一片 鋼板彈簧我們 稱 之 為主片， 在它的 兩端 有 卷耳， 卷耳中通常裝有襯套，襯套的材質(zhì)一般是 塑料、 青銅、 橡膠、粉末冶金制成的， 這樣的設(shè)計(jì)可以使鋼板彈簧通過吊耳與車架連接在一起。 鋼板彈簧中部一般用 U 形螺栓固定在車橋上。 鋼板彈簧在裝配的過程中通過液壓將鋼板彈簧的各片壓緊，再通過各個(gè)鋼板的中心孔由螺栓連接在一起，這樣保證裝配過程中各片的相對(duì)位置。 圖 2板彈簧式非獨(dú)立懸架 鋼板彈簧 懸架在整車裝配中，通常鋼板彈簧的 中部通過 U 型螺栓和 蓋 板固定在車橋上， 鋼板彈簧的各個(gè) 片間通過 中心螺栓和 彈簧夾夾緊， 其兩端 分別通過卷耳和吊耳與車架 連接 ， 結(jié)構(gòu)示意圖 ，如圖 2示 。 10 螺栓及蓋板 圖 2 板彈簧懸架的工作原理 在鋼板彈簧懸架的使用過程中我們根據(jù)受力分析以及對(duì)鋼板彈簧使用后的測(cè)量，我們會(huì)明顯的發(fā)現(xiàn)在鋼板彈簧的主片卷耳處有磨損，在工作過程中卷耳受力嚴(yán)重。因此，為了排除后期可能出現(xiàn)的安全事故，從而我們決定通過將鋼板彈簧第二片的末端改成包耳，包耳即將鋼板彈簧末端稍彎，包在卷耳的外面 。 這些鋼板彈簧通常是將兩端 插入厚壁的支承墊 當(dāng) 中， 這些支撐墊一般是由橡膠制成，在工作中通過 橡膠 產(chǎn)生的形變來 保證鋼板彈簧 彈簧變形時(shí)兩端的相 對(duì) 移動(dòng)。 其它的力則是 直接由橡膠支承墊傳 到車架上 ， 在這種結(jié)構(gòu)的使用中，主片一般不會(huì)損壞，也不需要潤滑液，同時(shí)橡膠的采用也會(huì)有效的消除噪音。 在鋼板彈簧的總成裝配中我們可以發(fā)現(xiàn)起到連接各個(gè)簧片之間作用的不僅僅是中心螺栓，同樣還會(huì)有彈簧夾。彈簧夾在鋼板彈簧懸架中的作用 是當(dāng)鋼板彈簧 收到反向的力發(fā)生 反向變形時(shí)， 不會(huì)使鋼板彈簧的各個(gè)簧片相互分開，從而使得只有主片受力 。彈簧夾 是通過沖床將之用 鉚釘鉚接在與之相連的最下面彈簧片的 上部 。彈簧夾 在裝配過程中是由螺栓連接，并且在螺栓上套套管，防止彈簧夾兩邊受力太大，將鋼板彈簧夾的太緊。而螺栓上套管和鋼板彈簧簧片之間同樣要存在距離，這樣可以確保鋼板彈簧在工作是各個(gè)片還是可以發(fā)生相對(duì)滑動(dòng) 。 由于 鋼板彈簧在 收到?jīng)_擊載荷的情況下為了減緩沖擊，會(huì)發(fā)生形變，鋼板彈簧的各片之間會(huì)發(fā)生相對(duì)的滑動(dòng)，在中心螺栓和彈簧夾的作用下，各片之間會(huì)發(fā)生摩擦。這種摩擦?xí)档弯摪鍙椈蓱壹芪蘸歪尫艣_擊的能力，降低汽車的穩(wěn)定性和并順性，并且鋼 11 板彈簧在不斷地工作過程中會(huì)加大對(duì)各片的摩擦，惡性循環(huán)，降低使用壽命和使用情況。因此，我們?cè)谶M(jìn)行 鋼板彈簧總成裝配的時(shí)候要在每片鋼板彈簧上涂抹石墨潤滑脂 ， 并且在使用的過程中定期進(jìn)行保養(yǎng)和清潔。 在鋼板彈簧的裝配中我們有時(shí)還會(huì)在各個(gè)簧片之間加入寬度相等長度不等的墊片 ，這些墊片的作用是保證鋼板彈簧在工作過程中產(chǎn)生定值摩擦力并且起到消除或者是減弱噪聲的作用。 板彈簧懸架系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)方案確定 而兩者之間的對(duì)比也是優(yōu)缺點(diǎn)尤為明顯，前者相對(duì)后者來說質(zhì)量更輕，更節(jié)省材料，伴隨著整車的燃油經(jīng)濟(jì)性和成本的下降。并以其眾多優(yōu)點(diǎn)，逐漸得到廣泛的應(yīng)用，成為我國鋼板彈簧行業(yè)的主流產(chǎn)品。 但 相對(duì)來說，新技術(shù)的開發(fā)和使 用還是有許多其它的問題，制造工藝相較之前來說就相對(duì)復(fù)雜，對(duì)機(jī)器的要求也比較高。 板彈簧 懸架系統(tǒng)各主要零部件選型 片斷面 鋼板彈簧懸架的斷面一般為矩形斷面 。 而 為了提高 簧片 的疲勞強(qiáng)度， 改善各個(gè)簧片間的潤滑效果 ， 我們 通常 將板簧 制成兩 面有圓 弧或 者是 兩面 具 有較大的 凹槽 的矩形 ， 如圖 2 其中 單面帶拋物線的斷面（如圖 2-7(c)）和單面帶槽的斷面（如圖 2-7(b)、 (d)）都采 取改進(jìn)后的斷面設(shè)計(jì) 。 這種設(shè)計(jì)的 共同特點(diǎn)是使斷面的幾何形狀在垂直方向（厚度方向）不對(duì)稱， 在發(fā)生形變時(shí)使得中心 軸 向上移動(dòng) ， 簧片 上表面 的 拉力減少，下面的壓力增加 ，因?yàn)榇蠖鄶?shù)材料的 抗壓 拉 強(qiáng)度 低 于抗 壓 強(qiáng)度， 這樣的設(shè)計(jì)使鋼板彈簧的疲勞強(qiáng)度顯著增加 ，疲勞壽命提高了 大約百分之三十 ， 并且會(huì)節(jié)約百分之十到十四的材料，達(dá)到輕量化的設(shè)計(jì)。 因?yàn)?矩形斷面 在 計(jì)算 上相對(duì)簡單 簡單， 加工生產(chǎn)難度低 。所以 我們?cè)谠O(shè)計(jì)中 采用矩形斷面。 12 （ a） 標(biāo)準(zhǔn)型； (b) 單面單槽； (c) 拋物線側(cè)邊； (d)單面雙槽 圖 2鋼板彈簧的截面形狀 片端頭 的 形狀 葉片端頭 的 形狀有直角形、梯形、橢圓形 這三種 。如圖 2 (a)直角片端 (b)梯形片端 (c)橢圓形片端 圖 2葉片端頭形狀 13 根據(jù)葉片端頭的形狀不同，優(yōu)缺點(diǎn)也是較為明顯。葉片端頭是 直角形的 鋼板彈簧在制造 上較為簡單 ， 廣泛的應(yīng)用在載貨汽車上 ，但是 它的缺點(diǎn)是 葉片端部剛度 較 大，壓應(yīng)力 容易 集中， 從 而 使 了葉片的磨損 程度 和摩擦 力增大 ， 并且在 設(shè)計(jì)成與等強(qiáng)度 梁相似 的結(jié)構(gòu) 是較難的 ， 同時(shí)鋼板 彈簧的質(zhì)量也 比較 大。 第二種葉片也就是 梯形 片端在制造中可以制成與等強(qiáng)度較為相似的結(jié)構(gòu) 。 本課題研究的是微型貨車鋼板彈簧 ， 并且 考慮到制造工藝和 成本等問題 ， 所以選擇采取 直角形端頭形狀。 板彈簧與車架的連接形式的確定 在承受載荷方面 鉸鏈連接可承受垂直 和水平方向上的載荷 ， 而 滑動(dòng)連接只能 傳遞 垂直 方向的 載荷，橡膠塊連接 則是在減震方面較為突出，但是因?yàn)椴馁|(zhì)問題容易老化 。 綜合以上的三種連接方式，在 本設(shè)計(jì) 中則 選用鉸鏈連接。 耳及鋼板彈簧銷的結(jié)構(gòu) 擺動(dòng)吊耳 在 結(jié)構(gòu) 上有 形 和 分體式。 彈簧銷的 螺紋式 支撐 好處在于可同時(shí)承受垂向及側(cè)向載荷， 鋼板彈簧的 側(cè)面不 需要 加工，螺紋 可以 儲(chǔ)存潤滑劑 并且 防塵。自潤滑式 大 多用于轎車 和 輕 微 型載貨汽車， 不需要加潤滑脂，噪聲小 。 而在 重卡上 大 多 采用的是 滑動(dòng)軸承式， 在材質(zhì)上一般選擇 銅合金或 者 粉末冶金襯套 ， 本文采用一端采用固定卷耳，另一端采用擺動(dòng)吊耳。擺動(dòng)吊耳結(jié)構(gòu)采用分體自潤滑式。 板彈簧卷耳和襯套 卷耳主要是為了 鋼板彈簧 可以更方便的與吊耳或托架連接。我們通常見到 的卷耳型式有上卷耳、平卷耳、下卷耳、鍛造卷耳等， 其中 上卷耳 的制造和 應(yīng)用 相對(duì) 多。 因此 本課題在 鋼板彈簧 兩 端 上選擇 上卷耳式。 由于本課題研究的是微型貨車所以我們?cè)阡摪鍙椈傻脑O(shè)計(jì)中并沒有選擇包耳的設(shè)計(jì)。 在 襯套 的使用上我們通常會(huì)選擇 金屬、橡膠或塑料 這 三種材料。 而塑料襯套 具有耐磨，耐腐蝕、減振 性好 、不 需 潤 滑、 質(zhì) 量輕的優(yōu)點(diǎn) 在國內(nèi)外廣泛使用 。 一般使用 的塑料襯套為尼龍 1010，聚甲醛。 簧夾箍 針對(duì)本課題的設(shè)計(jì)，由于 不經(jīng)常 拆裝鋼板彈簧 ， 選擇了 不可拆式夾箍，這種夾箍 由沖床直接將夾箍通過鉚釘安裝在對(duì)應(yīng)簧片的上部。使用這種夾箍，在安裝中簡單便捷， 14 生產(chǎn)成本低，制造容易。廣泛的 用于轎車和輕型載貨汽車上。 板彈簧中心螺栓 對(duì)于微型載貨汽車 中心螺栓 的材料 一般用 15械性能等級(jí)為 螺母為8級(jí) 。 下表是中心螺栓尺寸的選擇推薦。 表 2中心螺栓直徑尺寸 中心螺栓直徑 8 10 12 14 16 簧片厚 ＜ 7 7～ 9 9～ 11 11～ 13 13～ 16 中心孔直徑 本課題車型 為 微型貨車，并且是變 剛度 鋼板彈簧。 所以由表 2出 ， 中心螺栓直徑先初步確定為 8心孔直徑為 螺栓 的材料選擇 15 術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 本課題在鋼板彈簧結(jié)構(gòu)上選用變剛度等截面鋼板彈簧，葉片斷面為矩形斷面標(biāo)準(zhǔn)型，葉片端頭為直角形，鋼板彈簧與車架的連接方式為鉸鏈連接，吊耳設(shè)計(jì)上一端采用卷耳，另一端采用分體自潤滑式擺動(dòng)吊耳，襯套的材質(zhì)選擇塑料。 選擇上述方式的鋼板彈簧結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計(jì)方法制造工藝簡單，成本低，并且可以提供較為良好的平順性和穩(wěn)定性 15 3 鋼板彈簧 懸架系統(tǒng)主要性能參數(shù)的確 定 架靜撓度和動(dòng)撓度的選擇 根據(jù)本課題任務(wù)書給定的參數(shù)，懸架的靜撓度 5? 動(dòng)撓度5? 本課題的車型選擇為成功 距 850? 整備質(zhì)量 1100 滿載質(zhì)量 1775 額定功率 3? 16 4 鋼板彈簧懸架的計(jì)算 在確定了鋼板彈簧懸架的整體結(jié)構(gòu)和車輛的主要參數(shù)后，我們首先進(jìn)行主片長度的計(jì)算。 根據(jù)公式 ， ? ? 軸距 。 我們選用 由此得 ： 主片長度： 0 52 8 5 ?? 由于鋼板 板簧可 以看成 是由等厚 度的簧片 組成的等應(yīng)力梁， 在開始的設(shè)計(jì)中這種方式可以較為簡單的確定參數(shù)。 首先確定簧 片 的 厚度 為 h ， 簧 片 的 寬度 為 b 。 由于鋼板彈簧懸架總成是一個(gè)梯形的結(jié)構(gòu) 。 我們 可 以 按 照 等截面簡支梁的計(jì)算公式 來計(jì)算，但是需要引 進(jìn)一個(gè)修正系數(shù)加以修正，既撓性增大系數(shù) ? 。對(duì)實(shí)際鋼板彈簧： ?？砂?如下公式 計(jì)算： )??式（ 0取0n=5。 4